Измерение сопротивления изоляции кабеля

Чтобы гарантироваться безопасную работу электрооборудования, необходимо регулярно проводить замер сопротивления изоляции кабеля на предмет соответствия требуемым показателям. В независимости от объекта исследования, электропроводники покрываются специальным материалом, обладающим высоким электросопротивлением. Благодаря этому предотвращается распространение электротока за пределы провода (кабеля).

Оборудование и электроустановки подвергаются различным видам воздействий, что приводит к изменению характеристик изолирующего материала. В результате показатель его сопротивления уменьшается, а ток утечки, напротив, увеличивается. Это может привести к получению серьезных травм и даже представляет угрозу для жизни людей. Проводя регулярно замер сопротивления изоляции проводов, можно существенно минимизировать эти риски.

Измерение либо испытание?

Сначала необходимо разобраться в отличиях между двумя видами проверок, которые многие пользователи путают: испытание изоляции кабеля и измерение показателя сопротивления. Первое мероприятие предназначено для определения способности изоляционного материала выдерживать выброс электронапряжения средней продолжительности без появления искрового пробоя.

Этот выброс электронапряжения чаще всего вызван воздействием на кабель молнии либо появлением индуктивности из-за наличия изъянов электропередающей трассы. Главная задача тестирования заключается в обеспечении соответствия объекта исследований требованиям действующих нормативных документов. Проверка сопротивления изоляции проводов предполагает использование этого вида исследований. Чаще всего данная процедура используется при вводе нового либо восстановленного оборудования.

Измерение сопротивления изоляции кабельной линии представляет собой неразрушающий способ тестирования. Данная процедура проводится с применением электронапряжения меньшего показателя в сравнении с тестированием электропрочности. Полученный результат измеряется в кОм, МОм и т.д. Числовое значение показателя электросопротивления изоляции в кабелях отражает разницу качества изолирующего материала между кабелями.

Причины появления неисправностей в изоляционном слое

Так как измерение изоляции кабелей посредством измерительных устройств - это элемент профилактических мероприятий, необходимо разобраться в причинах возникновения проблем с изоляцией. В результате появляется возможность быстро найти способы устранения неисправности. Все наиболее распространенные причины появления изъянов классифицируются на несколько групп:

• Электрические нагрузки. Чаще всего они появляются из-за разности реального и номинального электронапряжения. Важно понимать, что на изоляцию негативно воздействует не только высокое, но и низкое электронапряжение.
• Нагрузки механического типа. Они возникают по причине регулярных пусков и остановов электрооборудования.
• Воздействие химреагентов. В производственных помещениях часто присутствуют различные агрессивные среды. Они производят крайне негативное влияние на изоляцию кабелей токопередающих линий.
• Температурные перепады. Изоляция подвержена не только воздействию механических напряжений, то и температурных. Если проводник работает в условиях высоких либо низких температур, то процесс старения покрытия на токопередающих линиях существенно ускоряется.

Загрязнения места проведения исследований. Частички посторонних веществ и биологические агенты также способны повредить изоляцию на кабелях.

Принципы исследований

Измерение сопротивления изоляции кабельной линии основано на известном законе, который сформулировал Георг Ом. Подавая электронапряжение с известным значением, но ниже испытательного, а затем, измерив показатель электротока, можно без особых проблем выяснить сопротивление покрытия. Этот показатель высок, но он не является бесконечным. В результате при измерении небольшого электротока, мегомметр показывается значения в кОм и выше. В результате по установленному показателю можно говорить о рисках появления токов утечки в кабелях.

Следует помнить, что протекающие через изоляцию токи состоят из нескольких компонентов:

• Емкость. Емкостный ток обладает высоким значением сразу после возникновения, но затем падает по экспоненте к показателю, близкому к нулю.
• Поглощения. Токи поглощения соответствуют энергии, требуемой для изменения положения молекул материала изоляции под воздействием электрополя. В сравнении с емкостными токами, их числовой показатель снижается не так быстро.
• Утечки либо проводимости. Проводя измерение сопротивления изоляции кабельных линий, именно этот вид электротока и определяется.

Способы тестирования

Измерить сопротивление изоляции провода сегодня можно несколькими способами. Рассмотрим их более подробно.

Точечная (кратковременная) методика

Данный способ измерения является наиболее простым. Его суть сводится к подаче испытательного кратковременного электронапряжения (30-60 секунд) с последующей фиксацией показателя сопротивления изоляции в текущий момент времени. Следует помнить, что на точность результатов в данном случае оказывают влияние внешние факторы.

Чтобы минимизировать их воздействие, необходимо фиксировать показатели влажности и температуры. Проведение нескольких таких измерений позволит получить более точный результат. Если внешние условия на испытании не меняются, то с помощью периодических исследований можно получить точную оценку качества изоляции кабельной продукции. При этом важно учитывать все изменения внешних условий.

Методы, связанные с влиянием времени воздействия испытательного электронапряжения (DAR и PI)

Данные методики включают в себя последовательные измерения показателей сопротивления изоляций проводов, на которые не воздействуют температурные факторы. Их основным преимуществом является именно отсутствие воздействие температуры. Благодаря этому рассматриваемые методики применяются для тестирования кабелей, работающих в условиях постоянных температур.

Если состояние изоляции является хорошим, то показатели токов утечки будут минимальными. При этом на итоги измерений воздействуют также ёмкостные токи и электротоки диэлектрического поглощения. Когда к изоляции прикладывается испытательное электронапряжение, то с течением времени исследуемый параметр (сопротивления) возрастает. Этот факт объясняется ростом числового показателя токов помех.

Если состояние изоляционного покрытия неудовлетворительное (загрязнено, повреждено и т.д.), то показатели электротоков утечки по числовому показателю высокие и постоянные во времени. В результате благодаря проведенным испытаниям в соответствии со временем воздействия испытательного электронапряжения, можно точно оценить состояние материала изоляции кабеля. В результате этот метод проверки можно считать высокоточным.

А сейчас более подробно о каждом из этих методов:

• Показатель поляризации (PI). Данная методика проведения измерений предполагает снятие показаний через 60 секунд и 10 минут. Отношение второго значения к первому и называет показателем поляризации. Если его значение выше 4, то состояние изоляции на кабелях отличное. Если оно находится в диапазоне 2-4, то состояние хорошее. Показатель PI менее 2 говорит о необходимости замены кабелей с таким сопротивлением.
• Коэффициент диэлектрической абсорбции (DAR). В данном случае испытательное напряжение к изоляции прикладывается на 30 и 60 секунд. Затем вычисляется отношение второго значения к первому. Состояние изоляции считается отличным, если полученный результат выше 1.6. Подумать о замене кабелей стоит в ситуации, когда DAR оказался менее 1,25. Если значение коэффициент находится в диапазоне 1,25-1,6, то состояние изоляции удовлетворительное и на сопротивлении покрытия не сильно сказывается.

Тестирование ступенчатым напряжением

Благодаря коэффициентам DAR и PI можно выявить наличие загрязнений на изоляции кабелей. Однако применение этих методов измерений может не позволить выявить проблемы с состоянием изолирующего покрытия. При этом увеличивать испытательное электронапряжение также не всегда предоставляется возможным, так как это может привести к повреждению изоляции.

В такой ситуации стоит применять проверку методом ступенчатого напряжения. Шаг изменения показателя электронапряжения составляет 1:5 при одинаковом времени воздействия – 1-10 минут.

Измерение изолирующего покрытия с большим сопротивлением

Для решения поставленной задачи предстоит задействовать особый разъем G, расположенный на мегомметре. Речь сейчас идет об измерениях сопротивления на кабелях с показателями выше 1 ГОм. Следует помнить, что в данном случае на результаты испытаний серьезное влияние оказывают токи утечки, проходящие по поверхности изолирующего покрытия через накопившиеся на них загрязнители.

Для повышения точности измерений мегомметры могут оснащаться специальным гнездом зеленого цвета – Guard (G). Особенность этого разъема заключается в шунтировании исследуемой цепи и повторно направляет электроток в одну из тестируемых точек, минуя при этом измеряемую цепь. Это сказывается и на сопротивлении покрытия.

Показатели испытательного напряжения

Эти значения регламентированы действующими нормативными документами. Отыскать требуемый раздел не составит большого труда.

Требования безопасности

Так как во время проведения измерений изоляции на кабеле используется электроток, то нельзя исключать риски получения травмы. В результате персоналу необходимо соблюдать правила безопасности.

До начала исследования

• Измерения проводятся только на обесточенных проводах.
• До проверки необходимо убедиться, что электроцепь полностью разряжена.
• Если измерения проводятся во взрыво- или огнеопасной среде, то необходимо предусмотреть специальную защиту. Благодаря этому можно избежать аварийной ситуации из-за появления искры в точке пробоя изоляционного материала.
• Так как испытательное напряжение чаще всего характеризуется высокими значениями, то работы необходимо проводить только в диэлектрических перчатках.

После измерений

Когда сопротивление изоляции жил кабеля будет определено, необходимо разрядить все оборудование, к которому мог быть подведен электроток.

Популярные вопросы

Процесс проведения измерений сопротивления изоляции кабелей отличается достаточно высокой сложностью. Вполне очевидно, что у неопытных пользователей возникает ряд вопросов, связанных с проведением проверки. Рассмотрим наиболее популярные среди них.

Может ли результат исследований составлять МОм?

Ответить точно на вопрос, какой показатель должно иметь сопротивление изоляции, могут только компании, изготавливающие кабельную продукцию. Если объект исследований работает с низким напряжением, то максимальным показателем изоляции сопротивления изоляционного материала может составлять 1 МОм.

Какие правила безопасности следует соблюдать при исследовании высоких показателей сопротивления?

В этой ситуации необходимо соблюдать ряж мер безопасности:

• используйте специальный разъем G;
• для подсоединения приборов необходимо применять только чистый и сухой провод;
• располагайте кабеля на определенном удалении друг от друга, чтобы минимизировать риски появления токов утечки;
• не касайтесь проводников на испытания, если процесс измерений уже начался;
• чтобы показания стабилизировались, необходимо выдержать паузу.

Почему два последовательных измерения могут дать разные результаты?

При использовании испытательного электронапряжения с высоки показателем, в проводниках возникает электрополе, поляризующее материал изоляции кабеля. При этом следует помнить, что для их возвращения к нормальному состоянию требуется достаточно большой временной интервал.

Как правильно выбрать прибор для исследований?

Подбирая измеряющее устройство, важно учитывать ряд факторов:

• максимальный показатель испытательного электронапряжения;
• применяемые методики измерений;
• ожидаемый максимальный показатель сопротивления изоляционных материалов;
• способ подачи питания на измерительное устройство;
• возможность сохранения полученных результатов.

Из-за высокой сложности процесса измерений изоляции кабелей либо проводов, эту процедуру должен проводить только персонал, прошедший специальную подготовку. В противном случае получить точные результаты будет крайне сложно. Кроме этого в такой ситуации высоки риски получения травмы из-за удара электротоком. Чтобы их минимизировать, необходимо строго соблюдать требования безопасности. Также следует помнить, что все измерения проводятся в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.